制动特性对列车纵向冲动的影响

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1、第33卷第2期大连交通大学学报Vol．33No．22012年4月JOURNALOFDALIANJIAOTONGUNIVERSITYApr．2012文章编号:1673-9590(2012)02-0001-05制动特性对列车纵向冲动的影响魏伟，武星宇(大连交通大学交通运输工程学院，辽宁大连116028)*摘要:针对大秦线重载列车实际运用中出现的纵向冲动过大的问题，使用基于气体流动理论的空气制动特性仿真和基于刚体动力学的列车纵向动力学联合仿真方法，研究制动波传播的均匀性、制动波速、制动缸升压特性等制

2、动系统特性对纵向冲动的影响．结果表明在制动波速不变条件下，制动波匀速传播与非匀速传播时列车纵向冲动水平基本一致;制动波速对列车车钩力影响显著，波速越高，车钩力越小;在列车制动能力不变的条件下，随着列车首尾车制动缸压强曲线开口度的收敛，纵向冲动明显降低，最大车钩力发生位置向列车后部移动．关键词:铁路;纵向动力学;车钩力;制动模拟文献标识码:A0引言动距离．因此既要保证制动距离，又要保证列车冲动最小，重载列车设计已经面临难以克服的困难．为了提高铁路运输的能力，铁路货运正在向是否有其他途径解决重载列车制动与纵向冲动的“重载、提速”的方向发展．但随着列车载重增加矛盾?有没有可能在制动系统设

3、计上找到解决这和速度提高，纵向冲动越来越大，过大的纵向冲动一矛盾的途径?这些只有在清晰理解制动特性对带来了许多新的问题，如车钩断裂、零部件严重磨纵向冲动的影响后才能够回答，因此全面摸清制耗、列车脱轨等问题．过大的纵向冲动已成为重载动系统特性对纵向冲动的影响规律，对设计重载列车发展的最大障碍，列车纵向动力学研究越来列车新型制动系统具有重要意义，本文工作就是越受到重视．分析制动系统特性对纵向冲动影响的尝试．限于制动不同步是列车纵向冲动的根源，研究制目前的研究手段，分析各种制动特性对纵向冲动动特性与列车纵向冲动的关系对于理解列车纵向的影响还有一定难度，其难度主要表现在现有制冲动机理，从制

4、动特性入手降低车钩力具有重要动特性的传播规律以及如何构造新的制动特性．的意义，同时为列车纵向动力学仿真系统制动特由于列车制动系统试验数据的离散性，很难得到性的选取提供基本依据．多年来，一般认为制动特性影响列车纵向冲制动系统规律，而仿真计算可以很容易得到制动动的因素是制动波速，波速越高，纵向冲动越小．系统特性及其规律．中国在制动仿真研究工作起对于制动波传播的均匀性、制动缸升压特性等制始于上世纪90年代，已经开发出可以分析各种管动特性对纵向冲动的影响还没有明确的结论．按路参数、阀结构参数影响的列车空气制动系统仿［1-6］现有的理解水平，对于长大列车可以通过设计新真系统，并对列车的制动特

5、性和列车纵向冲动［7-10］阀提高制动波速，但是制动波速已经达到很高水进行了探索和研究，在此基础上开发了空气［11］平，再进一步提高制动波速难度很大，这极大的限制动系统与纵向动力学系统联合仿真系统．制了长大重载列车的发展．另一个观点就是延长本文使用大连交通大学开发的空气制动系统制动缸充气时间，其不足之处就是增加了列车制与纵向动力学系统联合仿真系统，在基于气体流*收稿日期:2011-11-26基金项目:牵引动力国家重点实验室自主研究课题(2009TPL_T02);辽宁省自然科学基金资助项目(20102016)作者简介:魏伟(1963－)，男，教授，博士，主要从事空气制动及列车动力学的

6、研究E-mail:weiwei@djtu．edu．cn．2大连交通大学学报第33卷动理论的制动特性计算的同时，计算列车纵向振从上面的分析可以看出，制动特性曲线主要动过程，系统分析制动特性对列车纵向冲动的影由制动波传播特性、制动缸升压特性决定，研究制响，为未来重载列车制动系统设计提供依据．动波传播特性、制动缸升压特性对纵向冲动的影响，为列车纵向动力学仿真研究选择合适的制动1制动特性介绍与分析特性提供依据，为从制动入手研究减小纵向力寻因紧急制动时所有车辆的制动特性曲线基本找途径具有现实意义．一致，所以本文只分析常用制动时的情况．图1是2制动波传播特性对列车纵向冲动万吨列车最大减压量常用

7、制动首、中、尾车的制动［12］的影响缸压强曲线．从图中明显可以看出第一车制动缸升压速度明显快于尾部车辆，第50辆(中间车2．1制动波匀速与非匀速传播对列车纵向冲动辆)制动缸升压曲线并不是首尾车制动缸压强平均的影响后的结果，而是更接近于尾车的曲线，这说明常用制动作用沿列车长度方向的不同时性和不均制动缸时制动波传播并不是匀速传播，并且由前部匀性是列车制动时发生纵向冲动的主要根源．但车辆制动缸曲线斜率变换到后部车辆制动缸曲线在一般动力学分析中，因为没有适合任意编组的斜率并不